微生物在污水处理中的应用

+程梦婷

摘要：近年来，随着经济的发展，各种环境问题层出不穷，水污染就是最重要的问题之一。在工业生产所产生的废水中通常含有重金属、有机化合物等，严重危害人类和动物的健康，而对植物的生长也会造成一定的影响。微生物在污水处理中的应用被广泛关注，现就微生物在污水处理中的应用作一综述。

关键词：微生物；污水处理；环境；微生物

中图分类号：X172；X703.1文献标识码：A 文章编号：2095－6835（2014）09－0144－02

水是生命之源，任何生命活动都需要水的参与。但是，随着工业化进程的加快和经济的发展，水污染问题也越来越严重，可利用的淡水资源也因为污染问题变得愈加紧缺，水污染问题受到了全世界人民的关注。因为微生物具有繁殖速度快、针对性强、分解效率高等优势，所以，微生物法也成为了处理水污染的一大亮点，备受科学家的青睐。高效的微生物污水处理技术是国内外研究的重点。

1水污染现状

随着城市化进程的加快和工业化的发展，水污染问题已成为不容忽视的一个大问题。根据污水的来源可将其分为生活污水、工业污水和降水三类，而生活污水中主要是无毒有机物，其中包括糖类、油、淀粉、蛋白质等。这些污水的排出量远超过自然界水体的自净能力，而其中含有大量的氮、磷等植物生长所需的元素，造成水体的富营养化，从而引发藻类大量繁殖、好氧菌大量死亡等不良后果。在工业污水中，除了含有无毒有机物外，还有有毒有机物、重金属等，这些都是严重危害人类健康和环境的成分。如果不能很好地解决水污染问题，将会影响人类的生存和发展，所以，我们要保护好水资源。

2微生物的特点

微生物在日常生活中无处不在，无时不有。微生物种类繁多，代谢方式各异，几乎可以降解或转化环境中存在的任何物质，其在污水处理方面的应用前景十分广阔。微生物应用于污水处理中主要具有以下特点：①针对性强。微生物的代谢方式不同，可利用的能源也不同，所以，针对不同的水质，应选用专门的微生物进行处理。②繁殖快，效率高。微生物的生长代时短，繁殖能力强，比表面积大，所以，利用有机物进行降解速度较快。③抗逆性强，适应性强。微生物具有变异快的特点，如果环境发生大变化，那微生物就会发生适应性突变，所以说，其比传统的废水处理方法更加灵活、多变。④多样性。用于污水处理中的微生物通常是多种微生物（有10多种）的混合，不是单独的一种或几种。

3常用的微生物

3.1对不含氮有机物的分解

在自然界中，大部分微生物只能利用葡萄糖、麦芽糖等，可纤维素、淀粉、脂肪等微生物能利用的却较少。对不含氮有机物进行分解，通常采用的方法是利用特定类型的微生物将较大的分子分解为小分子物质，其他类型的细菌或霉菌再将小分子物质利用起来，比如在某些微生物的作用下，将淀粉分解为葡萄糖，而葡萄糖的分解则在酵母菌或更普遍的细菌的分解下完成降解。由于脂肪比较稳定，分子量比较大，所以，可以利用脂肪的微生物也较少。可降解脂肪的微生物包括荧光杆菌、灵杆菌等，还有一些放线菌、霉菌也可利用脂肪作为它们的能源物质。

在工业废水中，经常会存在芳香族化合物，采用传统的方法很难对其进行降解，而微生物降解法却成为最受欢迎的方法之一。目前，发现的可降解芳香族化合物菌的种类已有不少，比如芳香族降解菌PM8、白腐菌、某些光合细菌等。

3.2对含氮有机物的分解

污水中的含氮有机物包括蛋白质、氨基酸、尿素等。可降解蛋白质的微生物都是可以产生蛋白酶的微生物，比如荧光假单胞菌等，它们可将蛋白质降解为较简单的产物，比如氨基酸，并从中获取相应的能量。蛋白质的降解过程包括氨化作用、硝化作用、反硝化作用三步，每步所需的微生物种类都不同，例如参与氨化作用的微生物包括好氧菌、厌氧菌和兼性厌氧菌，而参与反硝化作用的微生物多为兼性厌氧菌。可完成反硝化作用的细菌又被称为反硝化细菌，它们可以在厌氧条件下将硝酸中的氧用于氧化有机物，从而得到能量，也有某些反硝化细菌可将硝酸中的氧用于氧化无机物硫，使硫变为硫酸，在其中所获得的能量可用于固定二氧化碳，这些反硝化细菌是自养型的细菌。

尿素的分解过程与蛋白质的分解过程相比要简单很多。可降解尿素的微生物可以产生尿素酶，尿素的分解过程为：尿素（分子式为CO（NH2）2）在尿素酶的作用下（一般需要有氧环境）分解为（NH4）2CO3，后者又分解为NH3，CO2，H2O。

3.3对无机物的转化

污水中常含有硫、磷、铁、铜等无机元素，在有些废水中，比如加工革制品的工厂废水中，可能还含有铬等重金属，此外，冶金、医药、颜料、油漆等企业排出的废水中含有各种重金属元素。重金属具有不可分解的特点，只能将其转化为其他形态或转移其存在的位置。利用微生物转化重金属元素，消除重金属污染已成为新的研究热点。

可转化利用硫元素的微生物主要指硫化细菌和硫磺细菌，它们可以在有氧的条件下，将硫化氢或硫元素氧化为硫酸。目前，含磷洗涤剂的应用加剧了污水中的磷元素，可利用磷元素的微生物包括蜡质芽孢杆菌等，微生物中有可利用无机磷酸盐的，也有可利用有机磷化合物的。在含铬废水的处理中，微生物的应用比较广泛，可转化铬的微生物来源也比较广泛，这些微生物利用铬的方式包括吸附、还原等。

4固定化微生物与微生物絮凝剂

4.1固定化微生物

与游离微生物相比，固定化微生物具有抗逆性强、可重复利用、温度耐受性能好、处理效率高等特点，因而在污水处理中被广泛关注。但是，目前国内外的固定化微生物在污水处理中的应用情况并不乐观，大部分还处于实验、研究阶段。这主要是因为一般的固定化微生物在实际应用时，会出现稳定性不强、耐冲击性不好、传质性能不理想等问题，从而出现处理效率比预期值低的情况，所以，固定化微生物在污水处理中的应用还需进一步研究。

4.2微生物絮凝剂

絮凝剂是一类可使液体中不易降解的悬浮颗粒凝聚、沉降